Te Tukatuka Semiconductor me te Taputapu (1/7) - Te Tukatuka Hangarau Whakakotahi

 

1.Mo nga Takiwa Whakakotahi

 

1.1 Te ariā me te whanautanga o nga iahiko whakauru

 

Takiwa Whakakotahi (IC): e tohu ana ki tetahi taputapu e whakakotahi ana i nga taputapu hohe penei i te transistors me nga diodes me nga waahanga hāngū pērā i te parenga me te pūnga i roto i te raupapa o nga tikanga tukatuka motuhake.

He ara iahiko, he punaha ranei ka "whakauru" ki runga i te hikohiko (pērā i te silicon me te pūhui penei i te gallium arsenide) angiangi e ai ki etahi hononga ara iahiko katahi ka kootia ki roto i te anga hei mahi i nga mahi motuhake.

I te tau 1958, ko Jack Kilby, nana nei te kawenga mo te whakaiti i nga taputapu hiko i Texas Instruments (TI), i whakatakoto te whakaaro mo nga hikohiko whakauru:

"I te mea ka taea te hanga i nga waahanga katoa penei i te capacitors, parenga, transistors, aha atu, mai i te mea kotahi, i whakaaro ahau ka taea ki te hanga i runga i tetahi waahanga o te rauemi semiconductor katahi ka hono atu ki te hanga iahiko katoa."

I te 12 o Hepetema me te 19 o Hepetema, 1958, i oti i a Kilby te hanga me te whakaaturanga o te oscillator me te keu-waahanga, e tohu ana i te whanautanga o te iahiko whakauru.

I te tau 2000, i whakawhiwhia a Kilby ki te Tohu Nobel mo te Ahupūngao. I tetahi wa i korero te Tomite Nobel Prize ko Kilby "i whakatakoto te turanga mo te hangarau korero hou."

Ko te pikitia i raro nei e whakaatu ana i a Kilby me tana patent ara iahiko whakauru:

 

 silicon-base-gan-epitaxy

 

1.2 Whakawhanaketanga o te hangarau whakangao semiconductor

 

Ko te ahua e whai ake nei e whakaatu ana i nga waahanga whanaketanga o te hangarau whakangao semiconductor: paninga cvd-sic

 

1.3 Ranga Ahumahi Ahumahi Whakauru

 mārō

 

Ko te hanganga o te mekameka ahumahi semiconductor (te nuinga o nga waahanga whakauru, tae atu ki nga taputapu motuhake) e whakaatuhia ana i te ahua o runga ake nei:

- Fabless: He kamupene hoahoa hua kaore he raina whakaputa.

- IDM: Kaihanga Pūrere Whakauru, kaihanga taputapu whakauru;

- IP: Kaihanga kōwae iahiko;

- EDA: Hoahoa Hiko Aunoa, aunoatanga hoahoa hiko, te nuinga o te kamupene e whakarato ana i nga taputapu hoahoa;

- Hangahanga; Wafer foundry, whakarato ratonga hanga maramara;

- Nga kamupene whakakakahu me te whakamatautau: ko te nuinga o te mahi ki a Fabless me IDM;

- Ko nga kamupene taputapu me nga taputapu motuhake: ko te nuinga o te whakarato i nga rawa me nga taputapu e tika ana mo nga kamupene hanga maramara.

Ko nga hua matua i hangaia ma te hangarau semiconductor he iahiko whakauru me nga taputapu semiconductor motuhake.

Ko nga hua matua o nga iahiko whakauru ko:

- Nga Waahanga Paerewa Motuhake Taupānga (ASSP);

- Waehanga Microprocessor (MPU);

- Maharahara

- Taupānga Motuhake Whakakotahitia (ASIC);

- Porohita Taapiri;

- Iahiko arorau whānui (Arau Ararau).

Ko nga hua matua o nga taputapu motuhake semiconductor kei roto:

- Diode;

- Transistor;

- Pūrere Hiko;

- Pūrere Ngaohiko teitei;

- Pūrere Ngaruiti;

- Optoelectronics;

- Pūrere pūoko (Sensor).

 

2. Tukatuka Hangaia Whakakotahitanga

 

2.1 Te Hanga Tipi

 

He maha, he tekau mano ranei o nga maramara motuhake ka taea te hanga i te wa kotahi i runga i te angiangi silicon. Ko te maha o nga maramara i runga i te kirikiri angiangi ka whakawhirinaki ki te momo hua me te rahi o ia maramara.

Ko nga wafers Silicon e kiia ana ko nga taputapu. Kei te piki haere te diameter o nga wafers silicon i roto i nga tau, mai i te iti iho i te 1 inihi i te timatanga ki te 12 inihi e whakamahia ana (mo te 300 mm) inaianei, a kei te huri ki te 14 inihi, 15 inihi ranei.

Ko te mahi hanga maramara ka wehewehea kia rima nga wahanga: te whakarite angiangi kirikiri, te hanga angiangi kirikiri, te whakamatautau maramara/te kohi, te huihuinga me te takai, me te whakamatautau whakamutunga.

(1)Te whakarite angiangi Silicon:

Ki te hanga i te rauemi mata, ka tangohia te silicon mai i te onepu ka purea. He tukanga motuhake ka whakaputa i nga ingot silicon e tika ana te diameter. Ka tapahia nga ingots ki nga angiangi angiangi silicon mo te hanga miihini miihini.

Kua rite nga angiangi ki nga whakaritenga motuhake, penei i nga whakaritenga rehitatanga o te taha me nga taumata poke.

 tac-arataki-mowhiti

 

(2)Hangahanga angiangi Silicon:

E mohiotia ana ano ko te hanga maramara, ka tae mai te wafer silicon wafer ki te whare hanga wafer silicon, katahi ka haere ki roto i nga momo horoi, hanga kiriata, whakaahua whakaahua, tarai me nga hikoi doping. Ko te angiangi angiangi tukatuka he huinga katoa o nga iahiko whakauru kua mau tonu ki runga i te angiangi silicon.

(3)Te whakamatautau me te kowhiri i nga angiangi silicon:

Ka oti te mahi angiangi angiangi, ka tukuna nga angiangi angiangi ki te waahi whakamatautau/whakaritea, ka tirotirohia nga maramara takitahi me te whakamatautau hiko. Ka tohua nga maramara e whakaaetia ana, e kore e whakaaetia, ka tohua nga maramara koha.

(4)Huihuinga me te takai:

Whai muri i te whakamatautau angiangi, ka uru atu nga angiangi ki roto i te huihuinga me te takahanga ki te takai i nga maramara takitahi ki roto i te kete ngongo whakamarumaru. Ko te taha o muri o te angiangi ka kuia hei whakaiti i te matotoru o te taputapu.

Ka pirihia he kiriata kirihou matotoru ki muri o ia angiangi, katahi ka whakamahia he mata kani-taimana hei wehe i nga maramara o ia angiangi ki te taha o nga raina kaituhi i te taha o mua.

Ko te kiriata kirihou kei te tuara o te angiangi angiangi ka pupuri i te maramara silicon kia kore e taka. I roto i te tipu hui, ka pehia nga maramara pai ka pehia ranei hei hanga i tetahi kete huihuinga. I muri mai, ka hiritia te maramara ki roto i te kirihou, te anga uku ranei.

(5)Whakamātautau whakamutunga:

Hei whakarite i te mahi o te maramara, ka whakamatauria ia taiawhio whakauru ki te whakatutuki i nga whakaritenga tawhā hiko me te taiao o te kaihanga. I muri i te whakamatautau whakamutunga, ka tukuna te maramara ki te kaihoko mo te huihuinga ki tetahi waahi motuhake.

 

2.2 Tukatuka Wehenga

 

Ko nga tukanga whakangao hiko whakauru ka wehewehea ki:

Mua-mutunga: Ko te tikanga o mua-mutunga e pa ana ki te hangahanga o nga taputapu penei i nga transistors, te nuinga tae atu ki nga tukanga hanga o te wehe, te hanganga o te kuaha, te puna me te awaawa, nga kohao whakapiri, me era atu.

Whakamuri-mutunga: Ko te tukanga o muri-mutunga te nuinga e pa ana ki te hanganga o nga raina honohono ka taea te tuku tohu hiko ki nga momo taputapu i runga i te maramara, ko te nuinga o nga mahi penei i te whakahekenga dielectric i waenga i nga raina honohono, te hanga raina whakarewa, me te hanga papa arahi.

Waenga-waahi: Hei whakapai ake i te mahi o nga transistors, ka whakamahia e nga waahanga hangarau matatau i muri i te 45nm / 28nm nga dielectrics kuaha teitei-k me nga tukanga kuaha whakarewa, me te taapiri i nga tukanga kuaha whakakapinga me nga tukanga honohono o te rohe i muri i te whakarite i te puna transistor me te hanganga awaawa. Ko enei tukanga kei waenganui i te tukanga o mua me te tukanga o muri, a, kaore i te whakamahia i roto i nga tukanga tawhito, no reira ka kiia ko nga tukanga o waenganui.

I te nuinga o te wa, ko te tukanga whakarite poka whakapiri ko te raina wehewehe i waenga i te tukanga o mua me te tukanga o muri.

Kohao whakapā: he kohao i mau poutū ki roto i te angiangi silicon hei hono i te raina honohono whakarewa paparanga tuatahi me te taputapu tïpako. Ka whakakiia ki te whakarewa penei i te tungsten ka whakamahia hei arahi i te hiko o te taputapu ki te paparanga honohono whakarewa.

Na roto i te Kohao: Koia te ara hono i waenga i nga papa e rua o te taha o nga raina honohono whakarewa, kei roto i te paparanga dielectric i waenga i nga paparanga whakarewa e rua, ka whakakiia ki nga konganuku penei i te parahi.

I roto i te tikanga whanui:

Te tukanga o mua: I roto i te tikanga whanui, me whakauru ano hoki te mahi whakahiato arahiko whakaurunga ki te whakamatautau, ki te kapi me etahi atu mahi. Ka whakatauritea ki te whakamatautau me te takai, ko nga waahanga me nga mahi honohono ko te waahanga tuatahi o te hanga ara iahiko whakauru, e kiia ana ko nga tikanga o mua;

Te tukanga o muri: Ko te whakamatautau me te takai e kiia ana ko nga tikanga whakamuri.

 

3. Apitihanga

 

SMIF: Atanga Hangarau Paerewa

AMHS: Pūnaha Tuku Rawa Aunoa

OHT: Whakawhiti Whakawhitinga Whakanui

FOUP: Whakatuwhera i mua i te Pod Whakakotahi, Motuhake ki te 12 inihi(300mm) nga angiangi

 

Ko te mea nui ake,Ka taea e Semicera te whakaratonga waahanga kauwhata, ngawari/mārō,nga waahanga carbide silicon, Ko nga waahanga carbide silicon CVD, aSiC/TaC nga waahanga kua paniame te tukanga semiconductor katoa i roto i nga ra 30.Ka tino tumanako matou ki te noho hei hoa mo te wa roa i Haina.

 


Te wa tuku: Akuhata-15-2024